CSR纵向运动研究

论文对建造中的兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）主环（CsRm）和实验环（CsRe）中束流的纵向运动进行了有针对性的较为详细的研究。首先，作为纵向运动的基础，介绍了加速器物理中纵向运动相关的基础知识，接着推导出同步加速器中束流纵向运动方程，并对纵向运动作了全面的理论分析，在此基础上对CSR内束流的纵向运动进行了计算机模拟研究，得到了高频参数在各过程中变化规律，为高频设备的调试及运行时的参数预置奠定了理论基础。CSRm的主要功能是进行束流的累积加速，从而为实验物理提供高流强、高能量、高品质的重离子束流。由于高频腔频率的范围有限，当HIRFL注入的束流能量较低时，用一次谐波无法对粒子加速。因而针对这一问题，论文对CSRnl内束流的加速过程进行了模拟研究，采用变谐波加速的方式，解决了较低能量下的加速问题。CSRe的主要功能是开展内靶实验和高分辨质量测量。重离子束在CSR工n中加速至中高能引出后剥离成类氢类氦或全裸的重离子注入到CSRe中，此束流具有较高的能量。对于一些特殊的原子物理实验，需要既低能（小于IOMeV／tl）又高离化的重离子束,这就需要在CSSRe中将高离化态的高能重离子束减速到低能，以满足物理实验那要求为因正论文对CSRe内束流的减速过程进行了模拟研究，得到了满足需要的束流。无论对束流加速还是减速都包括连续军的俘获过程，它是影响效率的一个很关键的因素，因而论文还对束流的俘获进行了详细的研究，采用了绝热俘获的方法，提高了加速和减速的效率。论文最后介绍了CSR高频系统、铁氧体及高频腔体测试原理和测试方法，给出了测试结果并进行了分析和讨论。

CSR随机冷却研究

随机冷却是用一个宽带反馈系统对束流进行衰减，位于束流上游的探测器探测到与粒子偏差成正比的电子学信号，这一输出信号经过放大滤波系统后被加到下游的冲击器上，粒子在冲击器上得到正比于偏差的校正，从而达到冷却的目的。随机冷却可以用于粒子储存环任意能区的冷却，尤其是对大动量分散的次级束、高能束、稀有粒子束有其独特的作用，并与电子冷却互补。本论文首先对随机冷却的发展历史及贡献作了叙述，并对国外研究现状以及随机冷却同其它冷却的不同作了描述，继而提出了在HIRFL-CSR上建立随机冷却的重要性、必要性以及条件的成熟性。接着本论文对Schottky噪声信号理论、随机冷却理论（分别在时域和频域下）作了详细的推导和描述，并对-Schoftky噪声诊断和用于随机冷却系统测量和束流稳定性分析的束流传输函数作了一定的分析和讨论。由于探测器和冲击器在随机冷却中起着核心作用，因此也对探测器和冲击器作了一定的研究。最后，也是本论文的核心部分，根据CSR的实际情况，如环的Lattice参数，环上元件布置，现有Sdhottky诊断装置以及资金等，对CSR随机冷却做了初步的设计和优化，用冷却方程和Fokker-Planck方程对CSR随机冷却做了详细的数值模拟计算，得到了最佳带宽、冷却时间、频谱上束流谱密度分布函数随时间的变化，以及在冷却过程中的束流分布变化等值，并且对功率限定情况作了讨论研究表明随机冷却对CSR束流冷却速度很快，冷却效果很好。并对电子冷却和随机冷却做了比较，提出对CSR束流冷却用电子冷却和随机冷却相结合的办法，先用随机冷却粗冷，再用电子冷却精细冷却，这样可以得到更高流强更好品质的束流。本文对具体冷却系统的设计补优代；健滇码运行有重要意义为CSR随机冷却系统的建造做了充分的准备，也为实验数据的分析提供了理论依据。

CSRm横向动力学研究

随着现代加速器向高能、强流、长寿命束流方向的发展，非线性动力学己成为现代加速器研究中一个非常重要的课题。本文从解析和数值模拟两方面对CSRm在存在各种场缺陷和安装准直误差情况下的非线性动力学进行了研究，并探讨研究了环型加速器中随时间变化驱动力-tune调制对粒子稳定性的影响。在解析研究方面，本文给出了储存环非线性束流动力学中基本理论、常用的表达式及研究方法做了详细介绍和推导。作为对非线性束流动力学解析研究的典型例子，本文给出了高杰推导出的存在不同非线性磁铁高阶场时动力学孔径解析表达式的详细推导过程。解析表达式能直观表示影响粒子运动稳定性的关键因素，但解析表达式所描述的lattice结构过子简单，只能看作是实际储存环lottice的近似。通过解析法可以研究主导粒子运动不稳定性的机制，但用来确定储存环动力学孔径强有力的工具是数值跟踪。用映射的观点，通过非线性变换，将表示通常粒子非线性运动的单圈映射用Normal Form来表示。用Normal Form这一数学工具，通过计算粒子运动稳定相空间体积确定了CSRm动力学孔径，求出了CSRm的高阶共振参数，半解析的研究了CSRm中tune随粒子振荡振幅的变换-Detuning效应。同时，跟用其他的数值方法的计算结果进行了比较。储存环中影响粒子运动稳定性的因素，除各种场缺陷和安装准直误差外，还有电源纹波效应等所引起随时间变化驱动力的影响。本文先从理论上分析研究了tune调制所引起的随机层宽度，扩散速度等，然后通过单粒子跟踪研究了tune调制对简单的FODo 1 ottice和CSRm的影响。用加速器中常用的MAD程序研究了CSRm横向动力学。对CSRm色品进行校正，并计算了色品六极铁对CSRmlattice的影响。通过实际的测量数据计算了二极铁的离散性和四极铁的安装准直误差所引起的闭轨畸变。由于CsRm二极铁黔的四极分量所引起 Tune移动时粒子在加速过程中经过共振线，所以对lattice黔行了修正。最后跟踪研究了lattice修正后的动力学孔径。

CSR数字射频系统的同步算法研究与应用

本文要解决CSR控制系统中扮制信号同步传送问题。HIRFL_CSR(Heavy Ion Research Facility at LanKZhou-Cooling StorageRing兰州重离子冷却储存环）是国家九八爪大科学工程之一，它的控制是一个非常庞大而复杂的系统，它由多个子系统构成，各个子系统之间的协调同步是HIRFL-CSR运行的关键，也是HIRFL-CSR从控制系统的核心问题之一。。CSR工程的同步系统包括环内各设备之间的同步，环与门前端务器的同步等等。同步系统的实现应该在保证协调同步的雄础上，还要保证整个控制系统的稳定性，实时性，准确性和抗干扰性。本文的披个解决方案是建立在直按序列扩频通信技术上的。扩频通信系统可以增强控制信一号的抗干扰性，完成f言号的可靠传输。在信号发送端，进行恭带信号的载波调制，然后经过pN码的扩频调制，进入信道传输；在接收端，先进行四码的解扩一，然后进行载波信号的解调，还原为发送端的信号。在整个过程中保证CSI又控制信号的同步，包括载波同步，位同步和群同步。本文主要工作和研究内容是CSR系统中的载波同步传输算法的不开究，设计和实现。主要工作包括（1）不叶究控制洁号在通信算法中的性能，在算法分析的基础上，使用MATLAB实现模拟控制信号通信过程，同时进行传送信号分析和噪声功率分析，测试可行性:(2)在仿真可行的情况下，把整个通信过程全部或者部分写为可以执行的C或者汇编代码，在TMS323C6711DSK板进行程序调试；（3）把可执；行的释序下我到以TrAG为接口白如醚件协尔32C6713DSP模块，实现在CSR系统中控制信号的传送。本文目的是解决控制信号的同步通愉问题，对于该问题的传输分析和同步实现以及提出的下一步研究，在C双控制I具有很重要的意义，同时也对于类似问题的解决有重要价值。

基于MSP430F149的智能温度控制系统

随着计算机技术、测量技术以及控制技术的高速发展，越来越多的先进设备、技术和方法应用于控制领域中。在这其中，单片微处理器因其性能的日益提高、价格的不断降低、强有力的性价优势而逐渐凸现其重要的核心地位。而基于它的温度控制器对于大型工业工程和日常生活等领域的应用前景也日趋广阔。本智能温控系统将应用于国家大科学工程HIRFL-CSR中，它以新型低功耗单片机MSP430F149作为核心，并配有键盘和数码管显示组成小型操作系统，可实现数据采集、数据显示、键盘输入和自动控制等功能。本系统可以进行现场监控，也可以通过RS-485与上位机的串行通信，使这套系统可以在上位机上设定控制温度和各个控制参数，实现远程对温度的实时监控。相对传统的温度控制器而言，本设计采用了铂电阻温度测量电路，并通过硬件和软件两方面对采集模块进行优化处理以便提高系统精度。最终实现了在O℃～500℃温控范围内采集精度在士1℃范围内。使得整个系统具有精度高、可靠性较好、电路简单、成本低、体积小、生产调试方便等特点。本文从硬件和软件两个方面详细介绍了构成本系统的各个模块的硬件电路设计·实现功能和软件编程思想，并丛温控系统的硬件和软件方面介绍了一些工程上实用的抗干扰措施。

COM组件技术在CSR控制系统中的应用

HIRFL-CSR（兰州重离子冷却储存环）是国家重点实验室之一。CSR控制系统是保证CSR正常运行的重要环节。这样一个大型的控制系统，是由多个子系统分别构成的。在CSR的控制方案中，允许用户通过访问web浏览器并利用COM技术来控制设备和获知设备的当前运行情况。本文描述了一个典型子系统中设备控制的实现。并介绍了COM更高层次的应用，即DCOM技术在分布式领域的应用。一本文首先介绍了Windows编程，Win32应用程序等一些基本的编程知识，并且简单介绍了开发COM组件的开发工具ATL和COM组件的基本概念。其次，介绍了一个具体子系统的软件结构和整体设计。最后详细介绍了DCOM技术的基本结构，和它所提供的一些系统服务。整个论文的工作介绍了CSR控制子系统中COM组件技术的选择理由，并完成了COM组件的程序设计和软件调试。还为以后开发和实现分布式控制系统的控制组件提供了理论基础知识。

总线控制器的设计及其在CSR控制系统中的应用

HIRFL-CSR(兰州重离子冷却储存环)是国家“九五”重大科学工程之一。CSR控制系统是保证CSR正常运行的重要环节。这是一个基于以太网的分布式控制系统，它由两部分组成：总体控制服务器系统和前端控制服务器系统。 本文介绍了应用于CSR前端控制系统中的嵌入式总线控制器。首先介绍了嵌入式总线控制器的硬件设计方案。系统以32位高速双以太网处理器JUPITER为核心。JUPITER是一款低成本、高性能、建立在以太网系统基础之上的处理器。该系统的外阴电路主要包括存储模块、接日模块、总线控制模块。接口模块有RS485、RS232和网络接口电路。其次论述了嵌入式操作系统uClinux的体系结构以及uClinux与标准Linux的不同之处。论文从uClinux的内核结构出发，讨论了源代码的组织结构，概括分析了uClinuxlj勺内存管理、进程管理。最后介绍了uClinujx统的移植方法和应用实现。uClinux移植主要包括引导装载程序、uClinux内核和文件系统三个部分。在引导装载程序的移植过程中，论文重点给出了一种固化引导装载程序的方法；在uClinux内核移植中，讨沦了交叉编译环境l为建立和uClinux内核配置方法，总结了uClinux内核移植的层次结构和具体的移植过程。沦文通过对嵌入式处理器的分析，以及对嵌入式操作系统移植的探讨，展示了嵌入式系统开发的核心技术，对眠入系统的开发应用具有一定的实际意义。

SDRAM控制器的设计及其在CSR控制系统中的应用

在国家重大科学工程HIRFL-CSR的控制系统中，高速数据获取单元或非线性过程控制器常用到数据缓冲存储器。采用集成度高、功耗低、可靠性高、处理能力强的同步动态随机存储器SDRAM，是最好的选择。但是，与速度快、控制简单的SRAM相比，SDRAM存储器有复杂的时序要求，需要定时刷新，为此，必须设计SDRAM控制器。为了降低系统成本，采用FPGA技术，并使用VHDL语言设计和实现SDRAM控制器。论文首先介绍了存储器的结构和原理，SDRAM控制器的结构和组成，FPGA技术及其配置方法和VHDL语言的基本概念。随后详细介绍了SDRAM控制器基本结构的建立、符合PC133规范的硬件设计方案和软件的实现。其次，介绍了串口和SDRAM控制器的设计开发平台，并实现对SDRAM存储器的数据读写和刷新。另外，还介绍了与计算机进行串口通信的设计。 最后，介绍了利用FPGA实现DSP与SDRAM的接口电路设计及其在HIRFL-CsR控制系统中的应用。整个论文的工作完成了CSR控制系统中SDRAM控制器的硬件设计和VHDL程序编制、调试。为以后开发和实现控制系统的高速数据获取提供了一个原型。

CSRm内靶实验中的轻离子束流储存寿命研究

束流储存寿命对于储存环的建造和内靶实验都是一个很重要的参数。由于重离子冷却储存环工程的优化，HIRFL-CSR主环将能提供2．SGev的质子束流，这为强子物理研究提供了一个很好的平台。设计并建立一套针对强子物理的内靶系统己经列入到计划当中，与内靶相关的束流储存寿命研究也随之展开。本论文首先分析了在内靶实验中束流储存寿命的影响因素，即真空管道中的残余气体分子、冷却电子束和内靶，以及束内散射和集体效应等，并用理论解析和数值计算的方法，对各种因素的影响程度进行估算。研究表明，内靶散射影响下的束流储存寿命比其他因素导致的短2～3个数量级，内靶是影响束流寿命的决定性因素。其次，对CSRm将来实验中主要用到的Pelle七内靶和碳薄膜靶做了简要介绍，并计算了它们的有效靶厚大约为lx10、切ms／cmZ和5火1017atoms／CmZ。再者，用理论推导方法，对内靶的多次库仑散射和束流能量损失扰动对束流的影响进行了研究，推导了束流的横向和纵向发射度增长与束流每次打靶产生的小库仑散射角均方值气s和相对动量分散气了：之间的关系，并通过数值计算的方法给出了CSRm内靶实验条件的发射度增长曲线。最后，建立了内靶散射的MOnte-Carlo模拟程序，在模拟数据的基础上，总结研究束流的发射度增长规律，以及束流存储寿命与内靶厚度和束流能量的关系。计算表明，当存在Pellet靶（1、1016atoms／cm2）和c膜（5*1017 atoms／cmZ）时，2800Mev质子束的束流储存寿命分别为397秒和0．7秒，将来的内靶实验亮度大约为2 x 1033cm-2·s-1。

CSR超高真空排气系统的研究

兰州重离子加速器冷却储存环（HIRfL-CSR）属于国家“九·五”重大科学工程，全长约500m，超高真空系统贯穿整个装置。CSR真空排气系统是超高真空系统的重要组成部分。本论文从CSR真空系统排气系统的选择，排气系统的性能测试以及配置优化，压力分布计算，残余气体分析等多个方面对兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）超高真空排气系统做了研究。计算和实验结果均表明CSR真空系统排气系统的选择配置完全满足3．5X10-gPa的真空度要求。

低剂量辐照下细胞辐射超敏感性研究

目的：1．比较肝癌细胞SMMC-7721和正常肝细胞L02，其辐射超敏感性和增强的辐射抗性的差异，为临床治疗提供基础研究数据。 2．对于重离子束辐照哺乳动物细胞引起的超敏感性以及增强的辐射抗性很少有报导。本研究利用兰州重离子研究装置（HIRFL）提供的12C开展高LET射线引起肝癌细胞SMMC-7721的辐射超敏感性的研究。材料和方法：1．低剂量60co γ射线辐照SMMc-7721细胞和L02细胞，低剂量高LE12c （50 MeV／u，LET＝44．56keV/μm）辐照SMMC-7721细胞，剂量范围为0-ZGy.2．利用流式细胞仪的前向光和侧向光对辐照后的细胞进行分选，精确计数。3．将细胞转入培养皿中，培养l0天，固定，染色。统计大于50个细胞的克隆。结果与讨论：1．用流式细胞仪进行细胞分选与传统的稀释法相比，存活分数没有明显的差异，标准偏差明显减少，该方法完全适用于低剂量存活的测量；2，SMMc-7721和L02细胞对低剂量60Coγ射线辐照均表现出HRS／IRR响应。但是只有当肿瘤细胞和正常组织的存活差异在3％以上时才能将HRS响应应用于临床治疗。3．用高LET12c离子束对SMMC-7721细胞进行照射，细胞也表现出明显的HRS／ IRR响应。与Y射线照射相比，C离子照射的闭值剂量为0．28Gy，比γ射线照射的要低。这可能是由于两种射线能量沉积的方式不同造成的。4．将重离子应用于临床治疗时，由于位于离子通道上的细胞受到微小剂量的照射（0．2-0.5SGy/次），细胞正好位于超敏感区域，因此，在治疗时要充分考虑离子束入射通道上细胞的HRS响应。

八单元一维位置灵敏雪崩室

In the experiment of nuclear reaction, it is important to measure the mass, charge, energy and emitted direction of particles. For multiparameter measurement, we must use a detector or a group of detectors which can give the time, energy, and position information. The Large Area position sensitive Ionization Chamber(LAIC) is one of the eight experiment terminals of HIRFL. It is built for researching nuclear reactions from low energy to intermediate energy. It is an excellent equipment for energy measurements and atomic number identification of emitted fragments in this energy region. It is also designed to give the time and position information of the emitted fragments by itself. Obviously, an IC can not supply a good timing signal. Moreover, the mechanical installation is different from the original design by some other reasons. In this case, it is not enough to obtain the correct direction information of the emitted fragments. To obtain good timing signals and the correct direction information, some modifications must be made. It is well known that a PPAC can give us excellent timing signals. It also can be easily built as a position sensitive detector. For this reason, a specially designed PPAC is installed in the entrance of the LAIC. For the different purposes, two types of PPACs were designed and tested. Both are OCTPSACs (OCTunit one dimension Position Sensitive Avalanche Counter). In this paper, both OCTPSACs will be introduced. Based on the requirements of the LAIC, the OCTPSACs consist of eight position sensitive PPACs. Each PPAC has an anode and a cathode. In both cases, the sizes are same. But different type of cathodes are used. In one type of OCTPSAC, its cathode is made of wire plane. It consists of gold-plated tungsten wires with the diameter of 20μm, spaced 0.5 mm apart from each other. The anode is a mylar foil which was evaporated by gold layer with the thickness of 50μg/cm~2 mounted on a printed plate in the shape of rectangle. the thickness of mylar foil is 1.5μm. The gap between anode and cathode is 3mm. The performance of the OCTPSAC has been tested by using a ~(252)Cf source in flowing isobutylene gas at the pressure of 3.4mb. The intrinsic time resolution of 289ps and position resolution of 2 mm have been obtained. In another type of OCTPSAC, the cathode is made of mylar foil, which is composed of gold strip by vacuume evaporation method with a special mask on the mylar foil. The thickness and the width of the gold strip is 50μg/cm~2 and 1.7mm. The strips are spaced 0.3 mm apart from each other. The anode is the same as the former type. We have obtained the time resolution of 296ps and position resolution of 2mm by using ~(241)Am-a source when the gas pressure is 6 mb and high voltage is 600V. The working gas is heptane

热核的衰变行为研究

中能重离子碰撞（10－100 MeV/u）为研究热核性质提供了有力的工龄。为此我们利用HIRFL提供的46.7 MeV/u ~(12)C束轰击~(159)Tb/~(197)Au/~(209)Bi研究了线动量转移分析、出平面角分布和质量分布，实验结果的分析证实了非完全熔合核的裂变和蒸发。编写了一个Monte-Carlo统计衰变程序（SAGEE）并用于详细比较C＋Au、C＋Bi的实验数据，C＋Tb的质量分布由统计两体发射理论（GEMINI）得到了解释。理论与实验的符合说明：通常类熔合反应方式形成了高激发的复合核，其后以统计两体衰变而退激。实验也统计了与裂变符合的γ能谱、三裂变的相对角度和相对速度分布，没有观察到GDR，对称三裂不是唯一的三裂方式。本文分析了HIRFL上其他小组的实验结果。研究了46.7MeV/u ~(12)C＋~(58)Ni反应的复杂粒子发射，也研究了复杂粒子出射对用放射化学方法测量的24MeV/u ~(12)C＋~(64)Cu和42MeV/u ~(12)C＋~(115)In的质量产额分布的解释。GEMINI计算很好地符合了实验结果，这意味着非完全熔合反应形成的复合核的两体衰变仍是主要的发射过程。本文也简要讨论了多重碎裂过程。基于卡西尼亚卵形体裂变形状，计算了转动核的对称和非对称形变势能，用此模型得到了核的静态裂变位垒、鞍点能并与RLDM和RFRM作了比较。我们考虑了YPE核势对核表面的弥散作用以及弥散核表面对库仑能、转动惯量的影响完善了RCOM，我们的RFCOM比RLDM和RFRM都有明显的改进，可以用于重核裂变性质研究。发展了熔合－裂变过程的宏观模型，计算了形成复合核~(149)Tb、~(194)Hg的熔合过程及其相应的裂变过程。本工作对研究热核的形成及其衰变性无疑是很有用的

46.7 MeV/u~(12)C轰击~(58)Ni、~(115)In、~(197)Au反应中粒子发射研究中子皮及中子分布弥散度对核势的影响

用能量密度公式及小液滴模型给出的费米密度分布，并引入中子皮及中子分布弥散度随中子过剩自由度增加而增加这一因素，计算了重离子反应在相互作用势及熔合位垒。熔合位垒的计算值和实验值符合很好，特别是在中重核区域，改善了以前的计算结果。详细研究了亲近势标度，发现用中子皮及中子分布弥散度的变化能较好地解释中子过剩自由度对新近势标度偏离的影响。本工作对奇异核结构与核反应性质的研究无疑是有用的。我们利用HIRFL提供的46.7MeV/u ~(12)C束轰击~(58)Ni、~(115)In、~(197)Au研究了反应中发射的α粒子角分布和能谱。从速度表象中洛仑兹不变截面等高图中明显看到发射α粒子的三个源。用这三个源的运动模型成功拟合了α粒子能谱，所提取的参数符合费米气体模型计算结果，并讨论了能谱及拟合参数对靶的依赖关系。认为快速源实质上来自弹核碎裂或类弹核碎裂

中能重离子引起的碎裂及转移反应研究

重离子核反应机制的研究一直是人们关注的课题。入射能量较低时，集体效应占主要地位，反应为熔合反应及深部非弹性碰撞，实验可用平均场理论进行解释。当入射能量较高时，平均场效应消失，核子-核子碰撞起主要作用，实验可用参加者-旁观者模型来描述。中能区（10-100 MeV/u）的重离子反应既具有低能下一体耗散的特点，又具有高能下核子-核子碰撞的特征，由于作用时间短，非平衡现象变得很重要。在这一能区，多种反应机制共存并相互竞争。对这一能区的重离子核反应制的研究将有助于我们更清楚地了解原子核的结构。为此，我们在兰州重离子加速器HIRFL上进行了46.7 MeV/u ~(12)C引起的重离子反应中前方向出射产物的测量，着重讨论了周边反应中的弹核碎裂和转移反应以及它们的相互竞争。实验中用46.7 MeV/u ~(12)C束流轰击四种靶核：~(58)Ni、~(64)Ni、~(115)In和~(197)Au。通过对前方向出射的类弹碎片的测量，发现它们的平行动量分布宽度满足Goldhaber关系式，提取的约化平行动量分布宽度σ_0 = 80 ± 10 MeV/c，与相对论情形下的值接近，并且σ_0对于各种反应系统均相同。反应中弹核碎裂产物的最可几能量可用Abrasion图象来解释。对于质量接近弹核的类弹碎片，将碎裂部分和转移部分分开后，提取的转移部分的约化平行动量分布宽度为44 ± 10 MeV/c，这比弹核碎裂部分的宽度要窄，说明转移反应比弹核裂受到相空间中更严格的限制。弹核碎裂和转移反应的几率都随靶核质量增加而增加，并且与被转移结团的结构有关。转移反应主要对弹核附近的类弹碎片有贡献，当类弹碎片质量与弹核质量相差较大时，主要是弹核碎裂的贡献。对反应中的同位素产额分布也进行了分析，结果表明，类弹碎片的同位素分布对靶核有依赖关系，当靶核的N/Z增加时，产物的N/Z也增加，并且低能部分的N/Z比高能部分的N/Z要大。当角度变大时，~7Li/~6Li、~9Be/~7Be、~(11)B/~(10)B等同位素产额比随之变化，低能部分变化缓慢，高能部分则变化明显。产物的同位素产额分布或同位素产额比反映了系统由非平衡向平衡演化的过程。实验中对于BaF_2晶体与半导体组成的望远镜探测器的性能进行了测量。圆柱形BaF_2晶体后配以XP2020Q型光电倍增管，输出信号送入不同的QDC，以获得BaF_2中光输出的快慢成分。ΔE-E方法可以得到较好的元素鉴别，即使对低能的p、d、t也能分开，用快慢成分关联方法可对较高能量的轻带电粒子很好地鉴别。入射离子越重，相同能量的离子在BaF_2晶体中引起的光输出越小。BaF_2对入射离子的响应在较大的能区内是线性的，在低能时存在轻微的非线性。对80 cm大面积位置灵敏电离室与一维位置灵敏塑料闪烁体组成的探测系统首次在中能重离子反应中进行了测试。电离室可以测量较重的低能离子，有较好的粒子鉴别能力，能给出能量信息及两维位置信息。闪烁体则使得该系统可用于较高能量轻带电粒子的测量，它能给出能量吸一维位置信息，与电离室配合可以进行元素鉴别。它将在以后的中能重离子实验中得到广泛的应用